Инфразвук область акустических колебаний с частотой ниже

Инфразвук область акустических колебаний с частотой ниже

В соответствии с санпином 2.2.4/2.1.8.583-96 "Инфразвук на рабочих местах, в общественных и жилых помещениях и на территории жилой застройки". Инфразвук оказывающий влияние на организм человека, можно условно поделить на:

Влияние инфразвука на организм человека

Проблему, связанная с воздействием инфразвука на организм человека подняли в 70-е годы прошлого века. Неблагоприятное влияние инфразвука на человеческий организм проявляется, прежде всего, в возникающих психических отклонениях, негативном воздействии на сердечнососудистую, эндокринную, дыхательную и другие системы биологического объекта, вестибулярный аппарат и т.п.

Инфрашумы воспринимаются организмом, в виде физической нагрузки: появляется утомление, головокружение и даже головная боль,. Инфразвук уровнем выше 150 дБ непереносим человеком, а при значениях 180 — 190 дБ организм необратимо разрушается из-за разрыва легочных альвеол.

Вредное инфразвуковое воздействие на человека сильно усугубляется при совпадении частоты инфразвуковых колебаний с собственной частотой человеческого органа, например сердца. Резонансные частоты для человека лежат в интервале 4-15 Гц. Инфразвуковые акустические колебания с частотой ниже 10 Гц вызывает резонанс в крупных внутренних органах — печени, желудке , сердце легких и т.п

Длительное воздействие инфразвуковых колебаний в частотном диапазоне 4 — 10 Гц вызывают, хронический гастрит, колит, и другие хронические проблемы желудка.

При воздействии на разумный биологический объект повышенных уровней инфразвука наблюдается затруднение дыхания, происходящие из-за резонансных вибраций в грудной клетки; тошнота из-за раздражения рецепторов; расстройство терморегуляции, выражающиеся в появление озноба; нарушения зрительного восприятия; многообразных вегетативных реакциях из-за нарушений функционирования гипоталамуса и т.п.

Частоты симптомов, появляющихся при коротком воздействии инфразвука высокого уровня (120-135 дБ) на разумный биологический объект.

Способы борьбы с инфразвуком

Как мы уже говорили выше, инфразвук способен распространяться на огромные расстояния из-за малого поглощения в атмосфере и умения огибать препятствия. Большие длинны волн определяют их выраженную дифракционную способность, а большие величины амплитуды инфразвуковых колебаний позволяют им оказывать негативное влияние на организм человека. даже на значительных расстояниях от источников генерации акустических колебаний.

Для защиты от инфразвука необходимо применять комплексный подход, заключающийся в конструктивных мерах снижения инфразвука в источнике его генерации, организационных мерах профилактики и в использовании средств индивидуальной защиты.

К основным мерам борьбы с этим явлениям относят:

Развитие техники и транспортных средств, совершенствование технологических процессов и оборудования сопровождаются увеличением мощности и габаритов машин, что обусловливает тенденцию повышения низкочастотных составляющих в спектрах и появление инфразвука, который является сравнительно новым, не полностью изученным фактором производственной среды.

Инфразвуком называют акустические колебания с частотой ниже 20 Гц. "Инфразвук" происходит от лат. infra — "ниже, под" и означает упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами ниже области слышимых человеком частот. Инфразвук содержится в шуме атмосферы, леса и моря. Источником инфразвуковых колебаний являются грозовые разряды (гром), а также взрывы и орудийные выстрелы. В земной коре наблюдаются сотрясения и вибрации инфразвуковых частот от самых разнообразных источников, в том числе от взрывов обвалов и транспортных возбудителей.

Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия — цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.

"Голос моря" — это инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря при сильном ветре, в результате вихреобразования за гребнями волн. Вследствие того, что для инфразвука характерно малое поглощение, он может распространяться на большие расстояния, а поскольку скорость его распространения значительно превышает скорость перемещения области шторма, то "голос моря" может служить для заблаговременного предсказания шторма.

Читайте также:  Изделия из кортеновской стали

Подчас инфразвуковые волны зарождаются в океане во время шторма или подводных землетрясений, распространяясь на сотни, тысячи километров, как в воздухе, так и в воде. Поэтому могут настигать корабль, который находится далеко, в совершенно спокойном районе. На морских просторах встречаются судна с мертвыми моряками. Они погибли от мгновенной остановки сердца. Находятся и обезлюдевшие корабли-призраки. Их экипажи, обуянные непонятным ужасом, выбрасывались за борт. Известно немало рассказов о субмаринах, пропавших при странных обстоятельствах. Все это — следствие действия инфразвуковых колебаний.

Своеобразными индикаторами шторма являются медузы. На краю "колокола" у медузы расположены примитивные глаза и органы равновесия — слуховые колбочки величиной с булавочную головку. Это и есть "уши" медузы. Они слышат инфразвуки с частотой 8 — 13 герц. Шторм разыгрывается еще за сотни километров от берега, он придет в эти места примерно часов через 20, а медузы уже слышат его и уходят на глубину.

В конце 60-х годов французский исследователь Гавро обнаружил, что инфразвук определенных частот может вызвать у человека тревожность и беспокойство.

Источниками инфразвука на суше могут быть компрессоры, двигатели внутреннего сгорания, движущийся транспорт, промышленные кондиционеры и вентиляторы.

Исследования биологического действия инфразвука на организм показали, что человеческий организм высокочувствителен к инфразвуку. Воздействие его происходит не только через слуховой анализатор, но и через механорецепторы кожи. Возникающие под воздействием инфразвука, нервные импульсы нарушают согласованную работу различных отделов нервной системы, что может проявляться головокружением, болями в животе, тошнотой, затрудненным дыханием, чувством страха, при более интенсивном и продолжительном воздействии — кашлем, удушьем, нарушением психики. Инфразвуковые колебания даже небольшой интенсивности вызывают тошноту и звон в ушах, уменьшают остроту зрения.

Колебания средней интенсивности могут стать причиной расстройства пищеварения, сердечно-сосудистой, дыхательной систем, нарушения психики с самыми неожиданными последствиями.

Инфразвук высокой интенсивности , влекущий за собой резонанс, из-за совпадения частот колебаний внутренних органов и инфразвука, приводит к нарушению работы практически всех внутренних органов, возможен смертельный исход из-за остановки сердца, или разрыва кровеносных сосудов;

Следует принимать особые меры защиты против появления звуковых колебаний со следующими частотами, потому — что совпадение частот приводит к возникновению резонанса:

• 20-30 Гц (резонанс головы)
• 40-100 Гц (резонанс глаз)
• 0.5-13 Гц (резонанс вестибулярного аппарата)
• 4-6 Гц (резонанс сердца)
• 2-3 Гц (резонанс желудка)
• 2-4 Гц (резонанс кишечника)
• 6-8 Гц (резонанс почек)
• 2-5 Гц (резонанс рук)

Развитие промышленного производства и транспорта привело к значительному увеличению источников инфразвука в окружающей среде и возрастанию интенсивности уровня инфразвука.

Таблица. Основные техногенные источники инфразвуковых колебаний в городах.

Инфразву́к (от лат. infra — ниже, под) — звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Поскольку обычно человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне частот 16—20’000 Гц, за верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16 Гц [1] . Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0,001 Гц. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей герц, то есть с периодами в десятки секунд.

Содержание

Характеристики инфразвука [ править | править код ]

Инфразвук подчиняется общим закономерностям, характерным для звуковых волн, однако обладает целым рядом особенностей, связанных с низкой частотой колебаний упругой среды [2] :

  • инфразвук имеет гораздо большие амплитуды колебаний в сравнении с равномощным слышимым человеком звуком;
  • инфразвук гораздо дальше распространяется в воздухе, поскольку поглощение инфразвука атмосферой незначительно;
  • благодаря большой длине волны для инфразвука характерно явление дифракции, вследствие чего он легко проникает в помещения и огибает преграды, задерживающие слышимые звуки;
  • инфразвук вызывает вибрацию крупных объектов, так как входит в резонанс с ними.
Читайте также:  Бантики вырезать из бумаги

Перечисленные особенности инфразвука затрудняют борьбу с ним, поскольку обычные способы противошумовой борьбы (звукопоглощение, звукоизоляция, удаление от источника звука) против инфразвука малоэффективны.

Инфразвук, образующийся в море, называют одной из возможных причин появления «летучих голландцев» — судов, покинутых экипажем в открытом море в ситуации, когда физической опасности судну нет [3] (см. Бермудский треугольник, Корабль-призрак).

Источники инфразвука [ править | править код ]

Инфразвук генерируется земной корой при землетрясениях, ударах молний, при сильном ветре (инфразвуковой аэродинамический шум) во время бурь и ураганов (в последнем случае регистрация инфразвука, в том числе нарастание инфразвукового фона, — верный признак приближения шторма. В частности прибрежные сухопутные и морские животные уходят в глубь суши и воды соответственно, заслышав нарастающий инфразвуковой шум и следовательно ожидая приближение шторма) [9] .

При помощи инфразвука общаются между собой киты и слоны. Инфразвук был зарегистрирован и при взрыве Челябинского метеорита в 2013 г. инфразвуковыми станциями систем обнаружения ядерных взрывов по всей Земле [10] .

Техногенный инфразвук генерируется разнообразным оборудованием при колебаниях поверхностей больших размеров, мощными турбулентными потоками жидкостей и газов, при ударном возбуждении конструкций, вращательном и возвратно-поступательном движении больших масс. Основными техногенными источниками инфразвука являются тяжёлые станки, ветрогенераторы, вентиляторы, электродуговые печи, поршневые компрессоры, турбины, виброплощадки, сабвуферы, водосливные плотины, реактивные двигатели, судовые двигатели. Кроме того, инфразвук возникает при наземных, подводных и подземных взрывах.

Распространение инфразвука [ править | править код ]

Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах, вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень большие расстояния, и инфразвук может служить предвестником бурь, ураганов, цунами. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. (Последнее может быть использовано в контрбатарейной борьбе.) Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоёв атмосферы, свойств водной среды, геодезического зондирования земной коры с дневной поверхности.

Физиологическое действие инфразвука [ править | править код ]

Физиологическое действие инфразвука на живые существа (в том числе человека) зависит только от его спектральных, временных и мощностных характеристик и не зависит от того, на открытом пространстве или в помещении находится живой объект воздействия.
Патогенное действие инфразвука заключается в повреждении нервной системы (в частности головного мозга), органов эндокринной системы и внутренних органов вследствие развития тканевой гипоксии из-за ликвор-гемодинамических и микроциркуляторных нарушений.
При 180—190 дБ действие инфразвука смертельно вследствие разрыва лёгочных альвеол. Другие зоны интенсивных кратковременных воздействий вызывают синдром резко выраженного инфразвукового дискомфорта, предел переносимости которого наблюдается при 154 дБ. Исследования показали, что низкочастотные акустические колебания, в том числе и инфразвуковые, продолжительностью от 25 с до 2 мин с удельным звуковым давлением от 145 до 150 дБ в диапазоне частот от 1 до 100 Гц, вызывали у испытуемых ощущение вибрации грудной стенки, сухость в полости рта, нарушение зрения, головные боли, головокружение, тошноту, кашель, удушье [11] , беспокойство в области подреберий, звон в ушах, модуляцию звуков речи, боли при глотании и некоторые другие признаки нарушений в деятельности организма [12] .

Обнаружение и регистрация инфразвука [ править | править код ]

Обнаружение и регистрация инфразвука представляют определённые трудности в силу того, что из-за низкой частоты колебаний волны имеют многометровую длину и, представляя собой упругие механические колебания среды распространения, легко смешиваются с механическими колебаниями не инфразвуковой природы. Таким образом датчики инфразвука требуют защиты от наводимых ветром помех и других возмущений от близкорасположенных объектов. При этом сам инфразвук может быть зафиксирован за многие километры от его источника.

Читайте также:  Бассейн из металлического листа

Для обнаружения инфразвука могут быть использованы устройства, основанные на принципе резонансного вибратора (струны, рупоры, трубы). Недостатком таких устройств является узкий диапазон обнаруживаемых ими частот, совпадающих с их собственной резонансной частотой, и огромные многометровые размеры, которые должны равняться или быть кратными длинам обнаруживаемых волн. Преимуществом является высокая чувствительность и КПД.

На практике для обнаружения инфразвуковых волн используют в основном компактные датчики, преобразующие акустические колебания в электрические сигналы с их дальнейшим усилением и обработкой средствами электроники [13] [8] [14] :

  • низкочастотные конденсаторные микрофоны свободного поля (для высокочастотного инфразвука от 0,5 Гц и выше, к примеру 40AZ — ½”, BSWA MP-201 и др.). Так как ЭДС микрофонов связана не с амплитудой движения их чувствительной мембраны, а с ускорением её движения, то при низкочастотном инфразвуке (одно колебание за несколько секунд) ЭДС в капсюлях микрофонов практически отсутствует, из-за чего низкочастотный инфразвук невозможно регистрировать микрофонами физически;
  • микробарометры (для низкочастотного инфразвука). Так как инфразвук является упругими колебаниями среды распространения, представляющими собой чередующиеся зоны сжатия-разрежения, то периодическое изменение давления (с периодичностью 1 колебание в секунды и минуты) по фронту его распространения возможно зафиксировать микробарометрами. Высокочастотный же инфразвук микробарометрами невозможно фиксировать из-за их реактивности (не успевают реагировать на столь быстрые незначительные изменения давления).

Компактные датчики инфразвука применяются в инфразвуковых станциях обнаружения и мониторинга за ядерными взрывами, в системах раннего оповещения о природных катаклизмах (бури, цунами), в шумомерах-анализаторах.

Мифы об инфразвуке [ править | править код ]

В ряде кино- и телефильмов активно эксплуатируется тема инфразвукового оружия, которое физически вполне возможно, однако при его описании сценаристы попадают впросак, поскольку слабо или вообще не знакомы с физикой излучения и приёма волн, в т. ч. акустических. Например, в эпизоде «Крысобой» телесериала «След» фигурирует носимый преступником автономный компактный направленный (т. е. безопасный для оператора) излучатель инфразвуковых волн, встроенный в корпус компьютера-планшета, из-за которого гибнут несколько человек.

Однако такое устройство нереализуемо вследствие физических причин: [ источник не указан 884 дня ] для частоты 7 Гц длина инфразвуковой волны составляет около 47 м. Величину не менее порядка этого значения должен иметь линейный размер акустического излучателя для хорошей её генерации [15] . Причём если предположить, что каким-либо образом излучатель инфразвука размером с носимый в руках планшет (линейным размером 25-30 см, много меньшим длины волны в 47 м) способен генерировать волну с интенсивностью, достаточной для летального воздействия на организм человека (например за счёт направляемой в него большой мощности), то исходя из фундаментальных свойств излучения волн его действие будет всенаправленным [16] , и первой жертвой станет сам оператор такого устройства [ источник не указан 884 дня ] . Кроме того, на настоящем этапе развития техники обеспечение генерирования инфразвуковых волн с достаточной для летального действия энергией является серьёзной технической проблемой [ источник не указан 884 дня ] . В качестве реализуемого на сегодняшний день источника такого акустического излучения [ источник не указан 884 дня ] предполагается использование мощных авиационных реактивных двигателей с резонаторами [17] , что снова исключает возможность переноса и использования такого устройства одним человеком [ источник не указан 884 дня ] .

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector